Таяние льда в бочке
4/10Цилиндрическая бочка с тонкими гладкими вертикальными металлическими стенками, в которую наливают воду для полива растений на даче, имеет радиус \(R = 28{,}5\) см. Бочка установлена на подставках (см. рисунок) так, что между её дном и землёй имеется слой воздуха. Осенью в бочке случайно оставили некоторое количество воды, и когда начались заморозки, вода медленно замёрзла (бочка при этом не деформировалась). Высота уровня льда в бочке оказалась равной \(h = 70\) см. Потом наступила оттепель, воздух прогрелся, и лёд нагрелся до температуры \(t = 0\,{}^\circ\text{C}\) одновременно со всех сторон (сверху, снизу и с боковой поверхности). Затем лёд начал таять, и за время \(T = 1\) час растаяло \(n = 2\%\) от всей массы льда. Чему будет равна высота уровня воды в бочке (считая от дна) через первый час таяния, и чему — через второй час таяния? Плотность воды \(\rho_\text{в} = 1000\text{ кг/м}^3\), плотность льда \(\rho_\text{л} = 900\text{ кг/м}^3\).

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСтенки гладкие, а дно тонкое: давление на дно определяется весом всего содержимого бочки. Как оно связано с высотой столба воды, и меняется ли вес при таянии?
ОтветВысота уровня воды в бочке будет постоянной (и после первого, и после второго часа) и равной \(H = \dfrac{\rho_\text{л}}{\rho_\text{в}}\,h = 63\) см.
Похожие задачи
- Растопить лёд дровами МОШ 2012/13, 8 кл.
- Горячая вода растапливает лёд МОШ 2012/13, 8 кл.
- Чайник со льдом МОШ 2012/13, 9 кл.
- Чайник со льдом МОШ 2012/13, 10 кл.
- Горячая вода плавит кубик льда МОШ 2012/13, 10 кл.
- Брусок в расплавленном свинце МОШ 2012/13, 8 кл.